AT514526B1 - Musikinstrument - Google Patents

Abstract

Musikinstrument (1), mit einer Vielzahl von Tasten (2), die jeweils zwischen einer Ruhestellung (Si) und einer abgesenkten Stellung (S2) beweglich sind und bei der Bewegung einen Ton des Musikinstruments (1) auslösen, für jede Taste (2) einem elektromechanischen Aktuator (5) zum Ausüben einer Kraft (F) auf die Taste (2), und einer elektronischen Steuerschaltung (11) zur Ansteuerung der Aktuatoren (5), wobei die Steuerschaltung zumindest einen Betriebszustand (Bi) hat, in welchem sie mittels der Aktuatoren (5) eine Gruppe von Tasten (2) über eine Zeitspanne (Tblock) in der abgesenkten Stellung (S2) hält, und wobei in der vom Aktuator (5) gehaltenen abgesenkten Stellung einer Taste (2) ihr Ton von der Steuerschaltung (11) unterbunden oder kurz nach Beginn der Zeitspanne (Tblock) ausgeklungen ist .

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Musikinstrument, mit einer Vielzahl von Tasten, diejeweils zwischen einer Ruhestellung und einer abgesenkten Stellung beweglich sind und bei derBewegung von der Ruhestellung in die abgesenkte Stellung einen Ton des Musikinstrumentsauslösen, für jede Taste einem elektromechanischen Aktuator zum Ausüben einer Kraft auf dieTaste, und einer elektronischen Steuerschaltung zur Ansteuerung der Aktuatoren.

[0002] Musikinstrumente dieser Art sind beispielsweise aus der EP 1 356 449 B1 und den daringenannten Literaturstellen in Form von elektronischen Klavieren bekannt, bei welchen die Aktu¬atoren dazu verwendet werden, die Tasten mit einer genau gesteuerten, weg- und geschwin¬digkeitsabhängigen Gegenkraft zu beaufschlagen, um dem Musiker ein möglichst naturgetreuesSpielgefühl wie bei einem echten Klavier zu geben.

[0003] Die Schrift US 6,380,472 B1 beschreibt eine Lehrklaviatur, die einem Schüler anzeigt,welche Tasten zu spielen sind. Dazu werden die zu spielenden Tasten von einer Vorrichtungum ein kleines Stück nach unten versetzt, ohne dabei einen Ton zu spielen. Erst der Schülerselbst kann durch weiteres Hinabdrücken der Taste einen Ton erzeugen.

[0004] Die Schrift US 2005/0150361 offenbart eine Klaviatur, bei der in klassischer Art undWeise beim manuellen Spielen einer Taste über eine Mechanik eine zugehörige Saite zumErklingen gebracht wird. Alternativ steuert ein Aktuator beim automatischen Spielen die Bewe¬gung der Taste so, dass die Geschwindigkeit der Bewegung unter einer kritischen Geschwin¬digkeit liegt und damit die Saite nicht zum Erklingen gebracht wird.

[0005] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, aufbauend auf diesen Konstruktionen ein neuartigesMusikinstrument mit erleichterter Bedienung und einfacher Erlernbarkeit zu schaffen.

[0006] Dieses Ziel wird mit einem Musikinstrument der einleitend genannten Art erreicht, wel¬ches sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, dass die Steuerschaltung zumindest einenBetriebszustand hat, in welchem sie mittels der Aktuatoren eine Gruppe von Tasten über eineZeitspanne in der genannten abgesenkten Stellung hält, wobei in der vom Aktuator gehaltenenabgesenkten Stellung einer Taste ihr Ton von der Steuerschaltung unterbunden oder kurz nachBeginn der Zeitspanne ausgeklungen ist.

[0007] Auf diese Weise können bestimmte Tastengruppen des Musikinstruments akustisch,optisch und taktil stillgelegt werden, sodass die Klaviatur nur mehr die verbleibenden Tastenzum Spielen bereitstellt. Dies kann einerseits zum Erlernen von Tonleitern (Skalen, Tonarten)verwendet werden, indem die Tasten von tonleiterfremden Tönen abgesenkt, und stillgelegtwerden, und andererseits kann dies Improvisationen in einer bestimmten Tonart ungemeinerleichtern: Der Musiker wählt dazu den jeweiligen Betriebszustand, welcher nur die Tasten dergewünschten Improvisationsskala belässt, z.B. eine pentatonische Skala, und kann sofort ska¬lenrein improvisieren, ohne dass die Gefahr besteht, sich zu verspielen.

[0008] Demgemäß zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch aus,dass die Tasten eine chromatische Klaviatur bilden und die Gruppe jene Tasten umfasst, derenTöne nicht in einer dem genannten Betriebszustand zugeordneten Tonleiter enthalten sind.Insbesondere ist die Steuerschaltung dazu mittels eines Auswahlschalters in zumindest zweiverschiedene Betriebszustände für jeweils eine andere Gruppe von Tasten umschaltbar, so¬dass verschiedene Tonleitern (Skalen, Tonarten) zum Lernen bzw. Improvisieren ausgewähltwerden können.

[0009] Ein weiteres Merkmal, mit dem sich das Musikinstrument der Erfindung von herkömmli¬chen mechanischen Klavieren unterscheidet, besteht dabei darin, dass die genannte Zeitspan¬ne, über welche die nicht gewünschten Tasten abgesenkt werden, wesentlich länger ist als dieAusklingzeit eines Tons des Musikinstruments, insbesondere mehrere Takte eines Musikstückslang. Mehrere Takte eines Musikstücks können meist einer bestimmten Tonart zugeordnetwerden, so dass das Musikinstrument der Erfindung das Improvisieren in diesen Takten erleich¬tert.

[0010] Das Musikinstrument der Erfindung kann sowohl physikalische Klangerzeuger wieKlangstäbe, Saiten, Klangplatten usw. als auch elektronische Klangerzeuger (Soundmodule)wie bei einem E-Piano, Synthesizer, Hammond-Orgel usw. haben. In einer ersten bevorzugtenAusführungsform hat das Musikinstrument ein von den Tasten gesteuertes Soundmodul füreine elektronische Erzeugung der Töne, welches von der Steuerschaltung zur genannten Un¬terbindung der Erzeugung des jeweiligen Tons angesteuert ist. In einer zweiten bevorzugtenAusführungsform hat das Musikinstrument von den Tasten mechanisch angeschlagene Saiten,wobei jeder Saite ein elektrisch betätigbarer Dämpfer zugeordnet ist und die Steuerschaltungbei der Ansteuerung eines Aktuators auch den jeweiligen Dämpfer betätigt.

[0011] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungendargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: [0012] Fig. 1 ein Musikinstrument der Erfindung in einer Perspektivansicht; [0013] Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des Musikinstruments von

Fig. 1 mit physikalischen Klangerzeugern; [0014] Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Musikinstruments mit elektronischer Klangerzeugung; und [0015] Fig. 4 ein Amplituden/Zeit-Diagramm der von einer Taste ausgelösten Tonerzeugung in verschiedenen Betriebszuständen der Steuerschaltung.

[0016] Gemäß den Fig. 1 und 2 umfasst ein Musikinstrument 1 eine Vielzahl von Tasten 2, diebevorzugt in herkömmlicher Weise eine pianoartige chromatische Klaviatur bilden; das Musikin¬strument 1 ist bevorzugt ein akustisches oder elektrisches bzw. elektronisches Klavier. DasMusikinstrument 1 könnte jedoch auch anderer Art sein, beispielsweise ein Akkordeon odereine Knopfharmonika, in welchem Fall die Tasten 2 beispielsweise eine diatonische Tastaturbilden oder jeweils gleich ganzen Akkorden zugeordnet sind.

[0017] Fig. 2 zeigt eine akustische Ausführung des Musikinstruments 1 in Form eines Klaviersmit drei beispielhaft dargestellten Tasten 2 für die Töne C, Cis und D, welche jeweils über eine -hier nur symbolisch vereinfacht dargestellte - klassische Hammermechanik 3 eine Saite 4 an¬schlagen. Jede Taste 2 kann in herkömmlicher Art und Weise durch manuelles Betätigen, d.h.mit Fingerkraft, von ihrer angehobenen Ruhestellung Si (Fig. 2, oben) in eine niedergedrückte,abgesenkte Stellung S2 (Fig. 2, Mitte und unten) bewegt werden, und kehrt nach Loslassenwieder in ihre Ruhestellung S! zurück.

[0018] Jeder Taste 2 ist ferner ein elektromechanischer Aktuator 5 zugeordnet, der - bei ent¬sprechender Ansteuerung über einen elektrischen Steuerweg 6 - eine mechanische Kraft F aufdie Taste 2 ausüben kann, und zwar wahlweise sowohl nach unten, parallel zur Fingerkraft desMusikers auf die Taste 2, als auch nach oben entgegen der Fingerkraft des Musikers, um eineelektrisch einstellbare Gegenkraft zu bieten.

[0019] Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, wenn die elektromecha¬nischen Aktuatoren 5 auf die Tasten 2 lediglich eine nach unten gerichtete Kraft F ausübenkönnen, um eine Taste 2 selektiv in der niedergedrückten, abgesenkten Stellung S2 zu halten.Der Aktuator 5 kann beispielsweise durch einen an der Unterseite der Taste 2 montierten Anker7 realisiert werden, der in eine Spule 8 eintaucht, welche zum Herabziehen des Ankers 7 überdie Steuerleitung 6 elektrisch beaufschlagbar ist. Alternativ kann jede beliebige andere Art vonelektromechanischem Aktuator verwendet werden, z.B. ein Elektromotor, kapazitiver, induktiver,magneto- oder piezostriktiver Wandler usw.

[0020] Jeder physikalische Klangerzeuger, hier eine Saite 4, kann zusätzlich mit einemelektrisch betätigbaren Dämpfer 9 versehen sein, welcher über eine Steuerleitung 10 ansteuer¬bar ist, um den Klangerzeuger stillzusetzen (hier: die Saite 4 abzudämpfen). Der Dämpfer 9kann beispielsweise ebenfalls mithilfe eines in eine Spule eintauchenden Ankers realisiert wer¬den.

[0021] Die Steuerleitungen 6 - und auch die Steuerleitungen 10 der Dämpfer 9, falls vorhanden - sind an eine elektronische Steuerschaltung 11 angeschlossen, welche mehrere Betriebszu¬stände B1f B2, B3i allgemein B,, hat, die beispielsweise mit einem Auswahlschalter 12 aus¬gewählt bzw. eingestellt werden können. In jedem dieser Betriebszustände B, steuert die Steu¬erschaltung 11 die Aktuatoren 5 so an, dass diese eine bestimmte Gruppe von Tasten 2 übereine bestimmte Zeitspanne Tbi0Ck in ihrer abgesenkten Stellung S2 halten. Die Zeitspanne Tbi0ckerstreckt sich beispielsweise über mehrere oder alle Takte eines Musikstücks, ist aber jedenfallswesentlich länger als die „normale" Ausklingzeit trei eines Tones, wie Fig. 4 für den beispielhaf¬ten Betriebszustand B2 und die Taste 2 mit dem Ton (der Note) D zeigt.

[0022] Alternativ oder zusätzlich kann der Klangerzeuger, hier die Saite 4, der derart abgesenk¬ten Taste 2 von der Steuerschaltung 11 stillgelegt bzw. seine Tonerzeugung unterbunden wer¬den, beispielsweise durch Ansteuerung des Dämpfers 9 über die Steuerleitung 10 gleichzeitigemit der Ansteuerung des Aktuators 5.

[0023] Die im jeweiligen Betriebszustand B, abgesenkte Gruppe von Tasten 2 umfasst dabeijene Taste 2, deren Töne nicht zu einer dem Betriebszustand B, zugeordneten Tonleiter (Tonart,Skala) gehören. Im chromatischen Zwölftonraum C, Cis, D, Dis, E, F, Fis, G, Gis, A, Ais, Humfasst beispielsweise eine pentatonische Skala in C („Cpent") die Töne C, Dis, F, G, Ais, nichtjedoch die Töne Cis, D, E, Fis, Gis, A und H. Alle Tasten 2, welche auf der Klaviatur des Musik¬instruments 1 in allen Oktaven den Tönen Cis, D, E, Fis, Gis, A, H entsprechen, werden somit inder Betriebsart B2 = Cpent mittels der Aktuatoren 5 abgesenkt; optional werden gleichzeitig mit¬tels der Dämpfer 9 die diesen Tasten 2 zugeordneten Klangerzeuger, hier die jeweiligen Saiten4 (soferne deren Töne nicht ohnehin bereits kurz nach Beginn der Zeitspanne Tb|OCk abgeklun¬gen sind), stillgesetzt. Die auf der Klaviatur in ihrer nicht-abgesenkt Ruhestellung Si verbliebe¬nen Tasten 2 repräsentieren nun die C-Pentatonik-Skala C, Dis, F, G, Ais, und der Spieler kannnun sowohl optisch als auch taktil anhand der angehobenen und abgesenkten Tasten 2 dieSkala Cpent erlernen oder für freie Improvisationen erleichtert nutzen.

[0024] Fig. 3 zeigt eine elektronische Ausführung des Musikinstruments 1, wobei anstelle derphysikalischen Klangerzeuger 4 ein - bevorzugt polyphones und/oder multitimbrales - elektroni¬sches Soundmodul 13 vorgesehen ist. Anstelle der Hammermechanik 3 sind hier den Tasten 2elektrische Kontakte zugeordnet, welche über Steuerleitungen 14 die Erzeugung des jeweiligenTons im Soundmodul 13 veranlassen, siehe die Tonerzeugungs-Steuereingänge 15 desSoundmoduls 13. Die Steuerleitungen 10, über welche die Steuerschaltung die Tonerzeugungin der vom Aktuator 5 abgesenkten Stellung S2 einer Taste 2 unterbindet, sind hier auf Tonblo-ckier-Steuereingänge 16 des Soundmoduls 13 geführt. Wenn das Soundmodul 13 rasch abklin¬gende Töne (Tre, « Tb,ock) erzeugt, kann auf die Steuerleitungen 10 und Eingänge 16 verzichtetwerden.

[0025] In der Ausführungsform von Fig. 3 ist der Auswahlschalter 12 der Steuerschaltung 11eine Tastatur 17 mit einem Display 18. Die Tastatur 17 kann auch in Form von Pedalen 19(Fig. 1) ausgeführt sein, sodass der Spieler während eines Musikstücks, z.B. bei Tonartwech¬seln, mit den Füßen die jeweilige Betriebsart B, wählen kann.

[0026] Alternativ kann die Betriebsart B, der Steuerschaltung 11 im Musikinstrument 1 auchautomatisch gewählt werden, wenn dieses selbst über Informationen über die aktuelle Tonart ineinem Musikstück verfügt. Wenn das Soundmodul 13 z.B. ein MIDI-File mit Tastensteuerinfor¬mationen abspielt, kann darin die Tonart gespeichert sein oder mittels Software-Algorithmenautomatisch erkannt werden und je nach Taktfortschritt des Musikstücks die Betriebsart B,gewechselt werden.

[0027] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondernumfasst alle Varianten und Modifikationen, die im Rahmen der angeschlossenen Ansprüchefallen.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Musikinstrument (1), mit einer Vielzahl von Tasten (2), die jeweils zwischen einer Ruhestellung (S^ und einer abge¬senkten Stellung (S2) beweglich sind und bei der Bewegung von der Ruhestellung (S^ indie abgesenkte Stellung (S2) einen Ton des Musikinstruments (1) auslösen,für jede Taste (2) einem elektromechanischen Aktuator (5) zum Ausüben einer Kraft (F) aufdie Taste (2), und einer elektronischen Steuerschaltung (11) zur Ansteuerung der Aktuatoren (5), dadurchgekennzeichnet, dass die Steuerschaltung zumindest einen Betriebszustand (B,) hat, in welchem sie mittelsder Aktuatoren (5) eine Gruppe von Tasten (2) über eine Zeitspanne (Tb|OCk) in der genann¬ten abgesenkten Stellung (S2) hält, wobei in der vom Aktuator (5) gehaltenen abgesenkten Stellung einer Taste (2) ihr Ton vonder Steuerschaltung (11) unterbunden oder kurz nach Beginn der Zeitspanne (Tb|OCk) aus¬geklungen ist.
2. 2. Musikinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasten (2) einechromatische Klaviatur bilden und die Gruppe jene Tasten umfasst, deren Töne nicht in ei¬ner dem genannten Betriebszustand (B,) zugeordneten Tonleiter enthalten sind.
3. 3. Musikinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer¬schaltung (11) mittels eines Auswahlschalters (12) in zumindest zwei verschiedene Be¬triebszustände (B|) für jeweils eine andere Gruppe von Tasten (2) umschaltbar ist.
4. 4. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diegenannte Zeitspanne (Tb!ock) wesentlich länger ist als die Ausklingzeit (Ta) eines Tons.
5. 5. Musikinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Zeit¬spanne (Tbbck) sich über mehrere Takte eines Musikstücks erstreckt.
6. 6. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass esein von den Tasten (2) gesteuertes Soundmodul (13) für eine elektronische Erzeugung derTöne hat, welches von der Steuerschaltung (11) zur genannten Unterbindung der Erzeu¬gung des jeweiligen Tons angesteuert ist.
7. 7. Musikinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dasMusikinstrument (1) von den Tasten (2) mechanisch angeschlagene Saiten (4) hat, wobeijeder Saite (4) ein elektrisch betätigbarer Dämpfer (9) zugeordnet ist und die Steuerschal¬tung (11) bei der Ansteuerung eines Aktuators (5) auch den jeweiligen Dämpfer (9) betä¬tigt. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen